stringtranslate.com

Тактильное восприятие

Тактильное восприятие ( греч . haptόs «осязаемый», haptikόs «пригодный для осязания») буквально означает способность «схватить что-либо». Восприятие в этом случае достигается за счет активного исследования поверхностей и предметов движущимся предметом в отличие от пассивного контакта статического предмета при тактильном восприятии . [1]

История

Термин «гаптика» был придуман немецким психологом Максом Дессуаром в 1892 году, когда он предложил название для академических исследований осязания в стиле «акустики» и «оптики». [2] [3]

Гибсон (1966) [4] определил гаптическую систему как «чувствительность человека к миру, прилегающему к его телу, посредством использования его тела». Гибсон и другие далее подчеркнули то, что Вебер осознал в 1851 году: тесную взаимозависимость тактильного восприятия и движений тела, а также то, что тактильное восприятие — это активное исследование. [ нужна цитата ]

Концепция тактильного восприятия связана с концепцией расширенной физиологической проприоцепции , согласно которой при использовании такого инструмента, как палка, перцептивный опыт прозрачно переносится на конец инструмента. [5]

Тактильное восприятие основано на силах, испытываемых во время прикосновения. [6] Это исследование позволяет создавать «виртуальные», иллюзорные тактильные формы с различными воспринимаемыми качествами, [7] что имеет явное применение в тактильных технологиях . [8]

Исследовательские процедуры

Люди могут быстро и точно идентифицировать трехмерные объекты на ощупь. [9] Они делают это с помощью исследовательских процедур, таких как перемещение пальцев по внешней поверхности объекта или удерживание всего объекта в руке. [10]

На данный момент определены следующие исследовательские процедуры:

  1. Боковое движение
  2. Давление
  3. Корпус
  4. Контур следующий

Таким образом, собранными свойствами объекта или субъекта являются размер, вес, контур, характеристики поверхности и материала, консистенция и температура. Наряду с разработкой тактильных датчиков некоторые работы также были посвящены развитию исследовательского поведения роботов. [11]

Перцептивная мертвая зона

Зона нечувствительности восприятия — это область, которая отражает перцептивные ограничения человеческого восприятия. [12] Дробь Вебера [1] и константа пересечения уровней [13] используются для определения зоны нечувствительности восприятия для стимула тактильной силы. Зона нечувствительности имеет важное применение при разработке адаптивных к восприятию механизмов выборки для тактильного сжатия данных, [14] что необходимо для передачи тактильных данных по сети связи.

Существует множество факторов, влияющих на возможные формы зоны нечувствительности восприятия, например:

  1. Скорость изменения силового стимула: [15] Доля Вебера или постоянная железнодорожных переездов уменьшаются для более быстрого изменения силового стимула.
  2. Временное разрешение: [16] Оно определяется как минимальный временной интервал, необходимый для восприятия двух последовательных выборок силы.
  3. Чувствительность к направлению: [17] В исследовании утверждается, что доля Вебера является функцией только величины силы, а не направления.
  4. Выполняемая задача: различительная или сравнительная [12] Пользователь более чувствителен при выполнении сравнительной задачи, чем при различительной задаче. Потому что в сравнительной задаче приходится воспринимать изменения только в одном направлении. Все это означает, что зона нечувствительности восприятия является функцией решаемой задачи.

Нарушение тактильной чувствительности.

Тактильная чувствительность может быть нарушена при множестве заболеваний и расстройств, преимущественно связанных с травмами кожи (разрезы, ожоги и т. д.) и повреждениями нервов (в результате травм или нарушения кровообращения ). Кроме того, потеря чувствительности ( нейропатия ) может быть вызвана метаболическими , токсическими и/или иммунологическими факторами. Примерами заболеваний, которые могут вызвать невропатии, являются сахарный диабет , хроническое заболевание почек , дисфункция щитовидной железы (гипер- и гипотиреоз ), а также гепатит , цирроз печени и алкогольная зависимость . Аутизм , нарушение сенсорной обработки и т. д. также могут влиять на тактильную чувствительность.

Экзоскелетный интерфейс Exo-Skin Soft Haptic

Потеря осязания — это катастрофический дефицит, который может ухудшить ходьбу и другие квалифицированные действия, такие как удержание предметов или использование инструментов.

Тактильная терапия

Иммерсивная среда может воссоздать ощущение тактильного взаимодействия. [18] Экзоскелетные перчатки, такие как экзоскелетный интерфейс Exo-Skin Soft Haptic, разработанный в Университете Дрекселя , можно запрограммировать на проведение с пациентом программы физиотерапевтических упражнений для переобучения мышц и чувств. [19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Вебер, Э.Х. (1851). Die Lehre vom Tatsinne und Gemeingefühle auf Versuche gegründet . Фридрих Видег и Зон.
  2. ^ Дессуар, М. (1892). Убер ден Хаутсинн . Арх. ф. Анат. ты. Физиол., Физиол. Абт., 175–339.
  3. ^ Грюнвальд, М. и Джон, М. (2008). Немецкие пионеры исследования тактильного восприятия человека. В М. Грюнвальде (ред.), Человеческое тактильное восприятие (стр. 15–39). Базель, Бостон, Берлин: Биркхойзер.
  4. ^ Гибсон, Джей-Джей (1966). Органы чувств рассматриваются как системы восприятия . Бостон: Хоутон Миффлин. ISBN 0-313-23961-4.
  5. ^ "ПРОПРИОЦЕПЦИЯ | Фонд 7 чувств" . Проверено 14 февраля 2019 г.
  6. ^ «Роблес-Де-Ла-Торре и Хейворд. Сила может преодолеть геометрию объекта в восприятии формы посредством активного прикосновения. Nature 412 (6845): 445-8 (2001)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 октября 2006 г. Проверено 2 июня 2008 г.
  7. ^ "Авангард тактильных ощущений"
  8. ^ Роблес-Де-Ла-Торре Г. Принципы тактильного восприятия в виртуальных средах. В Грюнвальде М. (ред.), Тактильное восприятие человека, Birkhäuser Verlag, 2008. Архивировано 26 июля 2011 г. в Wayback Machine.
  9. ^ Клацки Р.Л., Ледерман С.Дж., Мецгер В.А. (1985). «Идентификация объектов на ощупь: «экспертная система».» Восприятие и психофизика . 37 (4): 299–302. дои : 10.3758/BF03211351 . ПМИД  4034346.
  10. ^ Ледерман С.Дж., Клацки Р.Л. (1987). «Движения рук: окно в тактильное распознавание объектов». Когнитивная психология . 19 (3): 342–368. дои : 10.1016/0010-0285(87)90008-9. PMID  3608405. S2CID  3157751.
  11. ^ Флер, С.; Моринген, А.; Клацки, РЛ; Риттер, Х. (2020). «Обучение эффективному исследованию гаптической формы с помощью жесткой тактильной сенсорной матрицы». ПЛОС ОДИН . 15 (1): e0226880. arXiv : 1902.07501 . Бибкод : 2020PLoSO..1526880F. дои : 10.1371/journal.pone.0226880 . ПМК 6940144 . ПМИД  31896135. 
  12. ^ Аб Чаудхури, Субхасис, автор. (09.11.2017). Кинестетическое восприятие: подход машинного обучения . ISBN 978-981-10-6691-7. ОСЛК  1002015744. {{cite book}}: |last=имеет общее имя ( справка )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Бхардвадж, Амит; Чаудхури, Субхасис; Дабир, Онкар (08 декабря 2014 г.). «Разработка и анализ прогнозирующей выборки тактильных сигналов». Транзакции ACM на прикладном восприятии . 11 (4): 1–20. дои : 10.1145/2670533. ISSN  1544-3558. S2CID  18524110.
  14. ^ Штайнбах, Э.; Стрезе, М.; Ид, М.; Лю, X.; Бхардвадж, А.; Лю, К.; Аль-Джафре, М.; Махмуди, Т.; Хассен, Р.; Саддик, А. Эль; Холланд, О. (февраль 2019 г.). «Гаптические кодеки для тактильного Интернета». Труды IEEE . 107 (2): 447–470. дои : 10.1109/JPROC.2018.2867835. ISSN  1558-2256. S2CID  52541254.
  15. ^ Бхардвадж, Амит; Чаудхури, Субхасис (2014), «Зависит ли только заметная разница от скорости изменения кинестетического силового стимула?», Гаптика: нейронаука, устройства, моделирование и приложения , Springer Berlin Heidelberg, стр. 40–47, doi : 10.1007/ 978-3-662-44193-0_6, ISBN 978-3-662-44192-3
  16. ^ Бхардвадж, Амит; Чаудхури, Субхасис (июнь 2015 г.). «Оценка разрешимости реакции пользователя при кинестетическом восприятии разрывов прыжка». Всемирная конференция по гаптике (WHC) IEEE 2015 . IEEE. стр. 482–487. дои : 10.1109/whc.2015.7177758. ISBN 978-1-4799-6624-0. S2CID  756663.
  17. ^ Чаудхури, Субхасис; Бхардвадж, Амит (27 октября 2017 г.), «Анализ мертвой зоны двумерного кинестетического восприятия», Исследования в области вычислительного интеллекта , Springer Singapore, стр. 55–68, номер документа : 10.1007/978-981-10-6692-4_4, ISBN 978-981-10-6691-7
  18. ^ Кернер, Майкл; Подожди, Эрик; Зима, Марк; Бьернссон, Крис; Коковай, Эржебет; Ван, Юэ; Годри, Сьюзен К.; Темпл, Салли; Коэн, Эндрю Р. (август 2014 г.). «Мультисенсорный интерфейс для объемных изображений стволовых клеток 5D». 2014 36-я ежегодная международная конференция Общества инженерии в медицине и биологии IEEE . Том. 2014. С. 1178–1181. дои : 10.1109/EMBC.2014.6943806. ISBN 978-1-4244-7929-0. ПМК  4321857 . ПМИД  25570174.
  19. ^ Кернер, М.; Федорчик, Ю.; Коэн, А .; Дион, Г. «Разработка и реализация мягкого роботизированного реабилитационного экзоскелета Exo-Skin» (PDF) . Дрексельский университет . Проверено 10 мая 2017 г.

дальнейшее чтение